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2020-11-13
木質(zhì)素是一種存在于植物體中的芳香族高聚物，由于結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，其降解和利用較為困難。有毒碳一副產(chǎn)物的產(chǎn)生是限制木質(zhì)素高效利用的另一重要因素，然而，目前聚焦此問題的研究較少。
近日，中國科學(xué)院天津工業(yè)生物技術(shù)研究所研究員鄭平帶領(lǐng)的系統(tǒng)與合成生物技術(shù)研究團(tuán)隊(duì)，在Trends in Biotechnology上發(fā)表木質(zhì)素與碳一原料協(xié)同利用的綜述文章，提出整合木質(zhì)素降解和有毒碳一副產(chǎn)物利用的新思路。該研究對木質(zhì)素降解過程中甲醇、甲醛等有毒碳一副產(chǎn)物的產(chǎn)生過程進(jìn)行總結(jié)，分析如何使用空間分隔、底物通道、人工途徑、動(dòng)態(tài)調(diào)控等策略實(shí)現(xiàn)木質(zhì)素降解和有毒碳一副產(chǎn)物的協(xié)同利用，并展望了整合木質(zhì)素降解與碳一原料利用的兩個(gè)策略：一是以天然或人工甲基營養(yǎng)菌為宿主，構(gòu)建木質(zhì)素降解途徑，并將有毒碳一副產(chǎn)物及時(shí)解毒和同化；二是體外整合木質(zhì)素降解酶系和人工設(shè)計(jì)的線性碳一利用途徑，實(shí)現(xiàn)高值芳香化合物和其它產(chǎn)物的聯(lián)產(chǎn)。
研究工作得到國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國家自然科學(xué)基金和天津市合成生物技術(shù)創(chuàng)新能力提升行動(dòng)項(xiàng)目的支持。天津工生所研究生張知慧和副研究員王鈺為論文共同第一作者，王鈺與鄭平為論文共同通訊作者。
整合木質(zhì)素降解與碳一副產(chǎn)物利用的示意圖
甲醇、甲醛毒性機(jī)制示意圖
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